Как выпускают трубы бесшовные холодного деформирования

Трубы бесшовные холодной деформации получают либо методом холодной протяжки (drawn seamless tubes), либо методом холодной пилгеровки (pilgered tubes). Чаще всего начальная заготовка — бесшовная трубка, полученная горячей деформацией, затем ее доводят до нужного размера и свойств в холодном состоянии.

Два основных пути.

1) Холодная протяжка (cold drawing) готовой бесшовной трубы.
Исходный материал горячеприготовленная бесшовная труба (hot-finished) — с нужной внутренней полостью и внешним диаметром больше финального.
Процесс: Труба бесшовная холоднодеформированная протягивается через набор матриц и штифтов-мангрен (mandrels) под смазкой. За passes (прохождениями через диафрагму) уменьшают внешний диаметр и уменьшают толщину стенки до заданного размера. В каждом проходе меняют матрицу и mandrel; процесс может включать несколько стадий.
Цель добиться точных наружного диаметра и толщины стенки, повысить точность круглости, улучшить поверхность и увеличить прочность за счет упрочнения деформацией. Постобработка: иногда трубу отпускают (annealing) для снятия остаточных напряжений; далее — резка, контроль качества, иногда термообработки в зависимости от марки стали.
Где применяется: прямая механическая 어тяжка, компоненты цилиндров, гидроцилиндры, трубопроводы в машиностроении.
Холодная пилгеровка. Принцип: тонкостенная трубка измельчается и формируется между двумя парами роликов-пилгеров и матриц под усилием, при этом стенка и диаметр уменьшаются без разрушения целостности стенки.
Преимущества: очень чистая поверхность (низкая шероховатость), очень точные допуски, возможность получения тонкостенных труб малого внешнего диаметра и хорошей геометрической точности; высокая производительность для узких диапазонов диаметров. Постобработка: термообработка по необходимости, контроль PEC/неразделимых дефектов, резка.
— Где применяется: тонкостенные и прецизионные трубки для гидравлики, оптики, авто и т.д.
Комбинированные и дополнительные этапы
Очистка, обезжиривание, pickle-процедуры, немедленная пресс- и контроль длины.
Контроль качества: линейные и угловые замеры, контроль внутреннего иOuter диаметра, толщина стенки по безразмерным допускам, шероховатость поверхности (Ra), проверка на наличие дефектов (неразрушимые дефекты, Eddy-current тестирование для некоторых марок).
Нормализация/отпуск после холодной деформации для достижения требуемой прочности и пластичности (зависит от стали и требований заказчика).

Типичные свойства и диапазоны
Применяемые марки стали: сталь углеродистая, нержавеющая, легированная (пример: 20, 20Cr, 45, 12Х18Н10, и т. п. — в зависимости от задач).
Диаметры и стенки: диапазоны варьируются в широких пределах. Холодная протяжка часто охватывает более крупные диаметры и толстые стенки, пилгерование — узкие диаметры и очень тонкие стенки. Точные допуски зависят от серии и технологии.
Свойства: за счет работы в холодном состоянии трубы обладают высокой прочностью (упрочнением за счет деформации), хорошей точностью диаметров и отличной поверхностью по сравнению с горячей обработкой; в некоторых случаях требуется термообработка для снятия напряжений.

Что выбрать в зависимости от задачи.

Нужно ли очень тонкое стенки и высокая точность диаметра — чаще подходит холодная пилгеровка. Требуется крупный диаметр с хорошей точностью и умеренным толщинам стенки — чаще холодная протяжка.
Важна химическая составность и требования к поверхности — можно подобрать соответствующую технологию и последующую термо-обработку.

Совет на будущее.
Уточните у поставщика или производителя марку стали, диапазон наружного диаметра и толщины стенки, требуемые допуски по диаметру и шероховатости, необходимость термообработки и условия эксплуатации трубы. Это поможет выбрать оптимальную схему производства (протяжка vs пилгеровка) и последовательность операций.